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Lager kennzeichnen sich primär dadurch, dass sie ein Tragwerk, wie beispielsweise einen Balken, Bogen oder Rahmen, mit ihrer Umgebung verbinden. Über diese Verbindung [Lager] können zwei weitere Eigenschaften erfüllt werden:
1. Das Tragwerk wird durch Lager in der gewünschten Position in der Ebene bzw. im Raum gehalten und
2. mithilfe der Lager können Kräfte übertragen werden.
Schon jetzt zeigt sich die besondere Stellung von Lagern für die Gestaltung von Tragwerken.
Auch hier gilt nach wie vor das Wechselwirkungsgesetz. Zur Erinnerung:
Merke
Die Kräfte, welche von der Umgebung auf ein Tragwerk wirken, bezeichnet man sinniger Weise als Reaktionskräfte und in Bezug auf Lager als Lagerreaktionen. Ihre Kennzeichnung folgt der Bezeichnung der Lager.
So wird beispielsweise die Reaktionskraft eines Lagers
Im Gegensatz zu Tragwerken in der Ebene, die mit ihrer Umgebung verbunden sind, besitzen bindungslose Tragwerke 3 Freiheitsgrade. Freiheitsgrade stehen für die Bewegungsmöglichkeiten des Tragwerks in horizontaler und vertikaler Richtung sowie einer Drehung in der Ebene.
Sobald ein Tragwerk über ein Lager mit der Umgebung verbunden ist, wird die Bewegungsmöglichkeit eingeschränkt. Die Anzahl der Lagerreaktionen
Merke
Kann beispielsweise ein Lager zwei Lagerreaktionen übertragen, besitzt das Lager nur noch einen Freiheitsgrad, d.h. nur noch eine Bewegungsmöglichkeit in der Ebene.
Die Klassifizierung der Lager erfolgt ebenfalls anhand der übertragbaren Lagerreaktionen:
1. Einwertige Lager:
In diesem Fall kann das Lager lediglich eine Reaktion übertragen und besitzt noch zwei Freiheitsgrade
Das obige rechte Loslager
2. Zweiwertige Lager:
Wie die Bezeichnung bereits erahnen lässt, können zweiwertige Lager auch zwei Lagerreaktionen übertragen. Es verbleibt lediglich ein Freiheitsgrad
Bei zweiwertigen Lagern wie dem Festlager, wird die Lagerkraft in eine vertikale und horizontale Komponente unterteilt. In der Freihandskizze hat ein Festlager mit der Bezeichnung
Eine andere Lagervariante ist beispielsweise die Schiebehülse, sie besitzt zwar eine vertikale, jedoch keine horizontale Komponente der Lagerkraft. Zudem ist es mit der Schiebehülse möglich Momente zu übertragen. Somit handelt es sich bei der Schiebehülse um ein zweiwertiges Lager mit einem horizontalen Freiheitsgrad.
Die obige Schiebehülse
3. Dreiwertiges Lager:
Ein dreiwertiges Lager besitzt keine Freiheitsgrade mehr
Die obige feste Einspannung
Lagerreaktionen und Gleichgewichtsbedingungen
Die Lagerreaktionen können aus den Gleichgewichtsbedingungen berechnet werden. In der Ebene stehen die drei Gleichgewichtsbedingungen zur Verfügung:
Methode
Aus der horizontalen Gleichgewichtsbedingung können die horizontalen Lagerkräfte berechnet werden, aus der vertikalen Gleichgewichtsbedingung die vertikalen Auflagerkräfte und aus der Momentengleichgewichtsbedingung die Einspannmomente.
Merke
Aus den drei Gleichgewichtsbedingungen können drei unbekannte Lagerkräfte berechnet werden.
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